基于dicom标准的放射治疗信息的分析应用

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1、东南大学硕I。学位论文§1．1课题研究的背景第一章绪论放射治疗是治疗恶性肿瘤三大主要手段(-Y-术、放疗、化疗)之一。据统计，在45％可被治愈的恶性肿瘤病例中，由放射治疗治愈的患者高达18％，因而成为部分患者的首选，日本、美国、中国等国家都有超过50％的肿瘤患者接受放射治疗IlI。现代放射}f；疗技术的异军突起及在精确定位、精确计划、精确治疗方向上的不断进步12J，是多重技术发展完善的结果。硬件方面，高质域成像设备、模拟机、体位同定装置如呼吸门控系统等、多口l准直器以及射野成像验证系统的山现为精准放射治疗的发展提供了必要前提131；软件方面，各种影像学重建技术、多

2、模态图像配准和融合技术、虚拟模拟技术、三维放射治疗计划系统、放射治疗计划的验证、实施、监督和记录系统的提高则为精确放射治疗的实施提供了保证。此外，计算机技术、放射物理学、放射生物学、分子生物学、功能性影像学的快速发展以及多『J边缘学科之间的有机结合，也使得放射治疗的地位大人提高14J。与此同时，随着多种放射治疗设备的介入和设备间数据传输的日益频繁，放射治疗数据传输的标准化问题逐渐突显pJ，迫切需要一个行之有效的放射治疗数据传输标准对其进行规范。DICOM是由美国放射协会和全美电子生产联合会共同制订的数据通信标准，其目标是使不同生产商生产的各种成像设备间能够交换图像

3、和相关信息以实现医疗信息的共享，从而满足PACS系统和远程放射学的需要16

4、。DICOM为医学图像及相关数据的通讯提供了一个开放的环境，使不同广商的不同设备之间相互通讯成为可能。从1983年最初制定的ACR-NEMA到今天的DICOM，协议的功能不断增强，目前已成为医疗界广泛遵循的数据传输标准。DICOM是一个开放的、不断自我完善和发展的国际化数据传输协议。从1993年NEMA大会上通过的DICOM3．0协议开始，经过十多年的努力和扩充修改，其补充协议已达到118个l，J，最新的DICOM2004及2006版本已经相对完善。在DICOM标准的补充协议中，有两个是专

5、门针对放射治疗而制订的。它们是1997年补充的Supplement1l(放射治疗信息对象)和1999年补充的Supplement29(放射治疗记录和媒体扩展)，习惯上将这两部分统称为DICOMRT协议pJ，它们由DICOM标准委员会的第七工作组专门负责维护和补充。就目前的形势看，DICOMRT标准是公认最为可行的放射治疗数据传输标准，大多数国际生产厂商的放射治疗设备都支持DICOMRT标准。NEMA将放射治疗相关内容从D1COM标准中独立出来并单独加以扩展，在一定程度上也说明了DICOMRT在规范放射治疗数据领域的重要性H。§1．2课题研究的意义与常规医学信息或传

6、统放疗信息相比，精确放射治疗信息的特点是：◆数据量大，包招成像设备、虚拟模拟机、TPS，EPID等设备或系统输出的数据；◆数据多样化，除了包括CT、MR等设备产生的医学图像信息外，还包括治疗计划系统等产生的计算数据和人工设置数据等；◆数据动态性强，大量放疗数据会伴随放射治疗过群逐步生成或修改；◆数据使用频繁，如放疗计划数据通常会铍多个设备(TPS、模拟机、加速器等)反第一章绪论复调用；◆周期欧，据临床统计，每个病人的平均放疗周期在一个到一个半月左右口l，这期间对每周每个分次的治疗信息都需要进行详细记录和验证。在非标准的放疗数据体系中，不同操作者很容易产生数据理解上

7、差异或设备间数据交换的错误，不仅效率低下也给精确放射治疗留下了一定的隐患。因此，对异源设备数据的标准化管理和使用成为放射治疗研究中的一个新课题。其中，DICOM标准在放射治疗中的补充协议DICOMRT是国际公认最为行之有效的解决方案。DICOM—RT在放射治疗中的主要作用可归纳为以下几类[g,91：◆方便软件集成开发D1COMRT标准的信息描述是基于对现实世界实体及相互关系的抽象分析而开发出来的，并采_}I』面向对象的分析与设计方法，保证了标准所定义的这种信息对象有一个统一的框架，便于大型软件的开发与集成。◆提高放射治疗数据传输的效率放射if}疗过程的数据传输和处

8、理苗相当大，如果没有DICOMRT标准对数据格式的统一规定，传输速度和质鼙都将得不剑保证。有些设备会同时使用其它儿种设备生成的数据，如治疗计划系统经常同时使用CT、MR!、模拟定位片等数据实现多模态信息的融合、配准和定位，同时它义向射野影像验证系统等提供重建数字透视图像作为射野验让时的参照对象。没有DICOM标准作为数据传输的桥梁，各设备间的数据传送是相当困难甚至是不可能的。另外，DICOMRT还能够有效减少从放射治疗计划系统传输到放疗设备过程中的信息转录误差。这在一些新的放射治疗技术(如IMRT)戍用中显得尤为重要。◆方便数据的统一管理和检索DICOMRT标准的

9、规范性为放